(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に間隔を置いた軸線方向に相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドを有する気体ばねのシリンダの閉鎖端などにおいて相対的に高圧の気体及び潤滑油の漏出を防止するのに適する改良シールにおいて、
前記ピストンロッドは、前記シリンダのロッド端から外側に延び、かつ前記改良シールは、前記気体ばねの前記ロッド端からの前記相対的に高圧の気体及び潤滑油の漏出を最小限に抑えるように前記相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドの間を封止するために配置され、
前記シールは、成形エラストマー材で作られ、前記ピストンロッド及びシリンダの移動軸に概ね平行に配置されるのに適する縦軸を有し、かつ、気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置されるのに適する概ね半径方向内向きの第一の面と、気体ばねのシリンダの半径方向に向きの面の内部にこれに密着して配置されるのに適する概ね半径方向外向きの第二の面と、気体ばねのシリンダの前記閉鎖端に面するのに適し、気体ばねのシリンダにおいて相対的に高圧の気体に曝されるのに適する概ね軸線方向向きの第三の面と、及び気体ばねのシリンダの前記ロッド端に面するのに適し相対的に低圧に曝されるのに適する概ね軸線方向向きの第四の面とを有する、概ね環状の非対称形シール体を有し、
前記シール体は、前記第一の面と第三の面の交差部に配置されている概ね環状の第一の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面と第三の面の交差部に配置されている概ね環状の第二の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面と第四の面の交差部に隣接して配置されている概ね環状の第三の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面において前記第二のローブと第三のローブの間に配置されている概ね環状の第四の強化力方向付け及び封止ローブ、及び前記第一の面において前記第三及び第四の軸線方向の面の平面間に配置されている概ね環状の第五の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第一の平面において前記第五のローブと前記第四の軸線方向の面の間にあり、前記シール体が気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され気体ばねのシリンダの半径方向に内向きの面の内部にこれと密着して配置されている時に前記シール体の前記第一の面に沿って気体ばねのシリンダの閉鎖端から移動する傾向にあるオイルのリザーバとしての役割を果たすのに適する概ね環状の部分、及び前記シール体の前記第一の面と気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑える手段も有し、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が前記概ね環状の部分と前記第四の軸線方向の面の間に配置され、前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に突き出す第一のエッジを有し、前記オイル漏出を最小限に抑える手段の前記第一のエッジが、前記概ね環状の部分と隣接し、前記第一のローブ及び前記第五のローブが半径方向内側に突き出し、前記第二のローブ、前記第三のローブ及び前記第四のローブが半径方向外側に突き出し、前記第一、第二、第三、第四及び第五のローブが、前記シール体が気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され気体ばねのシリンダの半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されている時に、前記シール体において力を誘発し予め選択された方向に力を向けるための予め選択された寸法及び形状を有し、かつ前記第一、第二、第三、第四及び第五のローブの予め選択された寸法及び形状が、気体ばねのシリンダとピストンロッドの間の前記シールの圧縮及びシール体への気体負荷と共に、正味合力を前記シール体に作用させて、前記第一のエッジと前記ピストンロッドの前記半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑えるように前記オイル漏出を最小限に抑える手段の前記第一のエッジが気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面を圧迫するようにし、
前記シール体は、前記シール体を通る軸線方向の気体の浸透を最小限に抑えるように前記シール体において前記シール体の前記ロッド端に隣接して配置されている環状の金属体を有し、
前記金属体は、前記シール体の放射状面における環状寸法とほぼ同じであるが僅かに小さい、前記金属板の放射状面における環状寸法を有し、前記金属板の平面が概ね前記シール体を通る放射状面と平行であり、かつ前記金属板が、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記オイル漏出を最小限に抑える手段の間に配置されている、改良シール。
【請求項２】
前記シール体が前記第一の面において前記第一及び第四の面の交差部に隣接して概ね環状の凹状開口を有し、かつ、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記凹部に配置されている相対的に流動性のプラスティックの概して環状の挿入部材を有し、前記挿入部材が概ね半径方向外向きの面を有し、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の軸線方向向きの面を有し、半径方向内向きの面を有し、かつ前記挿入部材の前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の平面の交差により形成され前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている第一のコーナーエッジを有する、請求項１に記載の改良シール。
【請求項３】
前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記シール体の前記第一の面において前記環状部分と前記シール体の前記第四の軸線方向の面の間にある概ね環状の第六の封止ローブを有し、かつ前記第六のローブが、半径方向内向きの面、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の概ね軸線方向向きの面、及び前記第六のローブの前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の交差によって形成されている第一のコーナーエッジを有し、かつ前記第六のローブの前記第一のコーナーエッジが前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている、請求項１に記載の改良シール。
【請求項４】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記挿入部材の放射状面の間に配置されている、請求項２に記載の改良シール。
【請求項５】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記挿入部材の放射状面の間に配置されている、請求項３に記載の改良シール。
【請求項６】
環状に間隔を置く軸線方向に相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドを有する、改良気体ばねにおいて、
前記気体ばねが、前記シリンダの閉鎖端に相対的に高圧の気体及び潤滑油を収め、前記シリンダのロッド端から前記ピストンロッドが延びる気体ばねであり、改良が、前記ロッド端からの相対的に高圧の気体及び潤滑油の漏出を最小限に抑えるように前記相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドの間と封止するためのシールを有し、
前記シールは、成形エラストマー材で作られ、前記ピストンロッド及びシリンダの移動軸に概ね平行の縦軸を有し、かつ、前記気体ばねの前記ピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置されている概ね半径方向内向きの第一の面と、前記気体ばねの前記シリンダの半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されている概ね半径方向外向きの第二の面と、前記シリンダの前記閉鎖端に面し気体ばねのシリンダにおいて相対的に高圧の気体に曝されている概ね軸線方向向きの第三の面と、前記シリンダの前記ロッド端に面し相対的に低圧に曝されている概ね軸線方向向きの第四の面とを有する、概ね環状の非対称形シール体を有し、
前記シール体は、前記第一の面と第三の面の交差部に配置されている概ね環状の第一の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面と第三の面の交差部に配置されている概ね環状の第二の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面と第四の面の交差部に隣接して配置されている概ね環状の第三の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第二の面において前記第二のローブと第三のローブの間に配置されている概ね環状の第四の強化力方向付け及び封止ローブ、及び前記第一の面において前記第三及び第四の軸線方向の面の平面間に配置されている概ね環状の第五の強化力方向付け及び封止ローブ、前記第一の平面において前記第五のローブと前記第四の軸線方向の面の間にあり、前記シール体が前記ピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され前記シリンダの半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されている時に前記シール体の前記第一の面と前記ピストンロッドの半径方向外向きの面の間で前記気体ばねのシリンダの閉鎖端から移動する傾向にあるオイルのリザーバとしての役割を果たす概ね環状の部分、及び前記シール体の前記第一の面と前記ピストンロッドの半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑える手段、も有し、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記概ね環状の部分と前記第四の軸線方向の面の間に配置され、前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に突き出す第一のエッジを有し、前記オイル漏出を最小限に抑える手段の前記第一のエッジが、前記概ね環状の部分と隣接し、前記第一のローブ及び前記第五のローブが半径方向内側に突き出し、前記第二のローブ、前記第三のローブ及び前記第四のローブが半径方向外側に突き出し、前記第一、第二、第三、第四及び第五のローブが、前記シール体が前記ピストンロッドの前記半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され前記シリンダの前記半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されている時、前記シール体において力を誘発し予め選択された方向に力を向けるための予め選択された寸法及び形状を有し、かつ前記第一、第二、第三、第四及び第五のローブの予め選択された寸法及び形状が、前記シリンダとピストンロッドの間の前記シールの圧縮及び前記シール体への気体負荷と共に、正味合力を前記シール体に作用させて、前記第一のエッジと前記ピストンロッドの前記半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑えるように、前記オイル漏出を最小限に抑える手段の前記第一のエッジが前記ピストンロッドの前記半径方向外向きの面を圧迫するようにし、
前記シール体は、前記シール体を通る軸線方向の気体の浸透を最小限に抑えるように前記シール体において前記シール体の前記ロッド端に隣接して配置されている環状の金属体を有し、
前記金属体は、前記シール体の放射状面における環状寸法とほぼ同じであるが僅かに小さい、前記金属板の放射状面における環状寸法を有し、前記金属板の平面が概ね前記シール体を通る放射状面と平行であり、かつ前記金属板が、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記オイル漏出を最小限に抑える手段の間に配置されている、改良気体ばね。
【請求項７】
前記シール体が前記第一の面において前記第一及び第四の面の交差部に隣接して概ね環状の凹状開口を有し、かつ、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記凹部に配置されている相対的に流動性のプラスティックの概ね環状の挿入部材を有し、前記挿入部材が概ね半径方向外向きの面を有し、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の軸線方向向きの面を有し、半径方向内向きの面を有し、かつ前記挿入部材の前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の交差により形成され前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている第一のコーナーエッジを有する、請求項６に記載の改良気体ばね。
【請求項８】
前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記シール体の前記第一の面において前記環状部分と前記シール体の前記第四の軸線方向の面の間にある概ね環状の第六の封止ローブを有し、かつ前記第六のローブが、半径方向内向きの面、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の概ね軸線方向向きの面、及び前記第六のローブの前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の交差によって形成されている第一のコーナーエッジを有し、かつ前記第六のローブの前記第一のコーナーエッジが前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている、請求項６に記載の改良気体ばね。
【請求項９】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記挿入部材の放射状面の間に配置されている、請求項７に記載の改良気体ばね。
【請求項１０】
環状の金属板が、前記シール体を通る軸線方向の気体の浸透を最小限に抑えるように前記シール体において前記シール体の前記ロッド端に隣接して配置されている、請求項８に記載の改良気体ばね。
【請求項１１】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記第六のローブの前記コーナーエッジの放射状面との間に配置されている、請求項８に記載の改良気体ばね。
【請求項１２】
前記シール体が前記第一の面において前記第一及び第四の面の交差部に隣接して概ね環状の凹状開口を有し、かつ、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記凹部に配置されている相対的に流動性のプラスティックの概ね環状の挿入部材を有し、前記挿入部材が概ね半径方向外向きの面を有し、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の軸線方向向きの面を有し、半径方向内向きの面を有し、かつ前記挿入部材の前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の交差により形成され前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている第一のコーナーエッジを有する、請求項５に記載の改良シール。
【請求項１３】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記挿入部材の放射状面の間に配置されている、請求項１に記載の改良シール。
【請求項１４】
前記シール体が前記第一の面において前記第一及び第四の面の交差部に隣接して概ね環状の凹状開口を有し、かつ、前記オイル漏出を最小限に抑える手段が、前記凹部に配置されている相対的に流動性のプラスティックの概して環状の挿入部材を有し、前記挿入部材が概ね半径方向外向きの面を有し、前記シール体の前記第三の軸線方向の面に面する第一の軸線方向向きの面を有し、半径方向内向きの面を有し、かつ前記挿入部材の前記第一の軸線方向の面と前記内向きの面の平面の交差により形成され前記シール体の前記第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置されている第一のコーナーエッジを有する、請求項１１に記載の改良気体ばね。
【請求項１５】
前記金属板が、前記シール体と同時成形され、かつ前記シール体の前記第四の軸線方向の面と前記第六のローブの前記コーナーエッジの放射状面の間に配置されている、請求項１０に記載の改良気体ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、１９９６年１０月４日に提出された米国特許出願第０８/７２６,１２４号、１９９６年１０月４日に提出された米国特許出願第０８/７２０,９５４号、及び１９９６年１０月１５日に提出された米国特許出願第０８/７３０,２２５号の一部継続出願である。上記特許出願の各々は、同時係属出願であり、開示の継続性を与えるために、本文書をもって、その全てが参照により本文書に組み込まれる。
【０００２】
従来の技術
本発明は、特に環状に間隔を置き相対的に移動可能なピストンロッドとシリンダを有し、相対的に高圧の気体及び潤滑油を中に収める気体ばね及びその他の高圧油圧及び空圧シーリング（以後これをまとめて「気体ばね」と呼ぶ）用に使用されるのに適する、気体及びオイルシールに関するものである。本発明の改良シールは、環状に間隔を置いた軸線方向に相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドの間から、より特定して言うとシリンダのロッド端から相対的に高圧の気体及び潤滑油が漏出するのを最小限に抑えて有利である。
【０００３】
気体ばねの基本的構造及び動作理論は、古くから既知である。気体ばねは、ピストンとシリンダを有し、両方とも相対的に小さい直径を有し、通常２インチ以下である。ピストンは、シリンダ内部でシリンダに対して相対的に移動するように設計され、通常封止されたシリンダのロッド端から外に延びるピストンロッドの一端と接続される。ピストンロッドの他方の端は、通常、ばねが起動されるとき気体ばねによって力が加えられる装置と接続される。シリンダの他方の閉鎖端には、通常３．４ＭＰａ(５００ｐｓｉ)〜２０．７ＭＰａ(３０００ｐｓｉ)の範囲の圧力の相対的に高圧の気体、一般には窒素が、充填される。潤滑油も、通常、気体ばねの製造時にシリンダの閉鎖端に導入される。
【０００４】
商業的に受け入れられるために、気体ばねがシリンダのロッド端から、ほとんどの場合では潤滑油である高圧気体が漏出するのを最小限に抑えるシールを有さなければならないことを、気体ばねの熟練者は古くから認識している。この気体ばねシールは、ピストンロッドとシリンダの間又はもっと明確に言うとシリンダ内壁と同様ピストンロッドの周りを効果的に封止しなければならない。
【０００５】
このために、これまでに入手可能な気体ばねは、我々の発明以前、一般に、いわゆる「リップ」シール又はいわゆる「クワッド」シールを使用していた。このようなクワッドシールの例は、米国特許第３,５５０,９９０号及び４,６９３,３４３号において開示されている。この種のクワッドシールは、通常、金属ブシュ部材と、通常はポリテトラフルオロエタン（PTFE）のプラスティックのワッシャとを組み合わせて使用される。ワッシャは、後者の特許において開示されるとおりシールの突き出し又は「齧り取り（nibbling）」を防ぐために使用される。
【０００６】
過去１０年間ほど、気体ばねは、機械的なばねの代わりに自動車に徐々に使用されるようになった。例えば、気体ばねは、現在、開いたトランクフード、デッキリッド、ハッチドア（ハッチバックタイプの自動車の場合）及びミニバン及びスポーツ用実用車の後部ドア又はゲートを保持するために一般的に使用されている。
【０００７】
特に大量の気体ばねを大量生産技術及び機械により精密さを必要とする仕様に従って製造しなければならないことを考えると、自動車用気体ばねの設計及び製造は、気体ばね製造者にとって独特の特殊な問題を呈する。さらに、過去数年間のうちに徐々に、気体ばね製造者にその製造コストを削減しながら同時に品質を高め気体ばねの有効寿命を延長させるために、自動車メーカーにより大きな圧力が加えられてきた。
【０００８】
気体ばね製造者が直面する問題の１つは、気体ばねが使用される環境条件の範囲及び時に不規則なその使われ方である。例えば、気体ばねは、例えばたまにしか自動車を使用しない高齢者がトランクフードを開けるときでも、夏の暑さの中でも冬の寒さの中でも充分に機能することが期待される。
【０００９】
気体ばね製造者が長い間直面している別の問題は、高い静止摩擦（「スティクション」）又は切り離し力、すなわちシリンダとピストンロッドの間に初期の相対的移動が生じるときにシールを「引き離す」ために必要な力の減少である。この問題は、ばね起動サイクル間の長い遅延のために生じる高いイニシャライジング力スパイク及びその結果としてのシールの不安定を最小限にすることが重要である気体ばね及び油圧/空圧サスペンションの用途において重要な意味を有する。前記の遅延は、特に自動車に採用される気体ばねにおいて一般的に見られる。
【００１０】
さらに、動摩擦は、高周波低振幅サイクル（典型的には３mm×２０Hz）中のシール故障の加速に寄与するかも知れない。これは、自動車が不規則な路面条件に遭遇するとき生じる「ゲートダンス」と関連する。
【００１１】
気体ばねが自動車環境において意図どおりに機能できるようにするために、気体ばねの気圧（すなわち、気体ばねによって与えられる出力）は、気体ばねの予想寿命中を通じてほぼ一定に維持されなければならない。また、気体ばねの使用中（すなわち、気体ばねが動的状態又は動的モードの時）も、気体ばねが使用されていないとき（すなわち静止中）も、気体ばねのシリンダからのガスの漏出が最小限に抑えられることが肝要である。たとえ自動車が５年以上を経たものでもトランクリッドが開いたままの状態を保てなければ誰でも「気分がよく」ない。
【００１２】
気体ばねがバン及びハッチバックなど自動車の乗車部分に使用されることが多くなるにつれて、気体ばねのシリンダからの潤滑油の漏出も、ますます深刻な問題となってきてきる。特にオイルの「染み」が子供やペットが居そうなところにある場合には、誰も自動車内にオイルの「染み」を見つけたいとは思わない。受容できる気体ばねシールは、いまや動的並びに静的オイルの損失を最小限に抑えるものでなければならない。
【００１３】
僅か１０年程前に、自動車メーカーによって設定された気体ばねの基準は、５％出力/ガス充填及び３.０ccオイル/１０,０００サイクル未満の損失であった。５％出力/ガス充填及び０.３ccオイル/５０,０００サイクル未満の損失が現在目標とされる基準である。自動車メーカーは、自動車及びそのコンポーネントの寿命予測が伸びるにつれて将来この基準を１００,０００サイクルまで伸ばしたいであろう。さらに、これまでの５年の有効寿命でなく気体ばねについて１０年の有効寿命が自動車メーカーによって目標として設定されている。過去において、気体ばねシールを通る及びその周りのガスの浸透が気体ばねの有効寿命を制限する傾向があった。もっと明確に言うと、シールの設計がシール周りのガス漏出を最小限に抑えても、ガスの分子は、時間と共に気体ばねにおいてシール体を通って軸線方向に浸透して、気体ばねの有効寿命を減少することが知られている。
【００１４】
気体ばねの熟練者は、現在入手可能な気体ばねシールは、及びこれより性能のよいクワッドシールでも、固有の弱点又は限界を有することを認識している。例えば、現在市販されているクワッドシールは、相対的に大きい静的及び動的オイル損失を生じる傾向があり、高い「スティクション」又は静止切り離し力を有する。
【００１５】
この業界においては、気体ばねの有効寿命を延長するため、及び気体ばねの製造コストをさらに大幅に削減するために、上記の問題及び弱点を克服することが長い間の目標であった。
【００１６】
発明の簡単な概要
本発明の改良気体ばねは、独特の実質的にハイブリッドの非対称形の強力なシール体、及び新規の方法で高圧ガス及びオイルの独特の封止要件を制御し気体ばねのシリンダからのガス及びオイルの動的及び静的漏出を市販のクワッドシールよりずっと大きな範囲まで抑える「ワイパー」設計を採用している。もっと明確に言うと、本発明の改良シールは、５％出力/ガス充填及び０.３ccオイル/５０,０００サイクル未満の損失と言う現在の目標基準以上に機能する。さらに、テストの結果は、この改良シールが損失を３.０％出力/ガス充填/１００,０００サイクル未満（現在のシールにおいては３０.０％が典型的）及び０.１ccオイル/１００,０００サイクル未満（現在のシールにおいては１０.０cc/１００,０００サイクルの損失が典型的）に減少して、有利であることを示している。さらに、この改良シールは、静止摩擦（「スティクション」）又は切り離し力をゼロに近い値まで減少し、２００気圧を超える極端な圧力差を処理し、市販のクワッドシールに比較して摩擦及び浸透漏出を減少することができる。この後者の点に関しては、本発明の改良シールは、気体ばねの有効寿命を延ばすことができるので、自動車メーカーの１０年の寿命という目標の達成を可能にする。
【００１７】
さらに、コンポーネントとしてクワッドシール及び別個のワッシャを使用する市販のロッド端ブシュアセンブリに比べて、本発明の改良シールは、大幅な製造及び組み立てコストの節約を可能にする。ある点で、この改良シールは、事実上、クワッドシールとワッシャの概念を、シール体を通るガス浸透を最小限に抑えシール体と同時に成形できる新規の構造と一体的に組み合わせる。本発明のシールの新規の構造は、また、シール体とピストンロッドの間のオイル漏出に対する封止も改善する。この改良シールの製造には、証明済みのセルオートメーション及びゼロ欠陥品質の戦略を利用できる。改良シールの設計は、また、市場機会が到来したときに別の内径対外径の設計を速やかかつ容易に展開することができるパラメトリックスケーリング技法とも両立する。
【００１８】
本発明の改良シールは、これまでのクワッドシールの設計の故障に強い冗長性を維持しているが、ロッド並びにシリンダ壁の欠陥を乗り越えることのできる幾何学的に最適化された封止面も有する。独特の一体化された強力なワイパー構造を組み込むことにより、さらに、外部汚染物質（道路の砂利及び塩など）が気体ばねシステムに入り込みこれを傷つけるのを防ぐ。さらに、改良シールの強力な設計は、ワイパー構造及びシール体の両方が損傷又は磨耗した部分を補充又は「治癒」するのを可能にする。
【００１９】
従って、本発明の主要な目的は、気体ばねのロッド端からのガス及びオイルの漏出を最小限に抑えるように新規の改良されたピストンロッド及びシリンダシールを採用することにより、強化され改良された気体ばねを提供することである。
【００２０】
本発明の関連目的は、改良シール及びこの改良シールを有する気体ばねを提供することであり、この改良気体ばねにおいて、改良気体ばねは、環状に間隔を置き軸線方向に相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドを有し、ピストンロッドは、シリンダのロッド端から外側に延び、改良シールは、相対的に高圧のガス及び潤滑油の気体ばねのロッド端からの漏出を最小限に抑えるように相対的に移動可能なシリンダとピストンロッドの間を封止するために配置される。
【００２１】
本発明の別の目的は、改良気体ばね及び説明されるとおりの気体ばね用の改良シールを提供することであり、この改良気体ばねにおいて、改良シールは、成形エラストマー材で作られ、ピストンロッド及びシリンダの移動軸に概ね平行に配置されるのに適した縦軸を有し、かつ、気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれと密着して配置されるのに適する概ね半径方向内向きの第一の面、気体ばねのシリンダの半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されるのに適する概ね半径方向外向きの第二の面、気体ばねのシリンダの閉鎖端に面するのに適し気体ばねのシリンダにおいて相対的に高圧のガスに曝されるのに適する概ね軸線方向向きの第三の面、及び気体ばねのシリンダのロッド端に面するのに適し相対的に低圧に曝されるのに適する概ね軸線方向向きの第四の面を有する、概ね環状の非対称形シール体を有する。本発明の関連目的は、改良気体ばね及び説明されるとおりの気体ばね用の改良シールを提供することであり、この改良気体ばねにおいて、シール体は、第一及び第三の面の交差部に配置される概ね環状の第一の強化力方向付け及び封止ローブ、第二及び第三の面の交差部に配置される概ね環状の第二の強化力方向付け及び封止ローブ、第二及び第四の面の交差部に隣接して配置される概ね環状の第三の強化力方向付け及び封止ローブ、第二の面において第二のローブ及び第三のローブの間に配置される概ね環状の第四の強化力方向付け及び封止ローブ、及び第一の面において第三及び第四の面の平面の間に配置される概ね環状の第五の強化力方向付け及び封止ローブ、及び第一の面において第五のローブと軸線方向の第四の面の間にあり、シール体が気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され気体ばねのシリンダの半径方向内向きの面の内部にこれと密着して配置されるときシール体の第一の面に沿って気体ばねのシリンダの閉鎖端から移動する傾向があるオイルのリザーバとして使用するのに適する、概ね環状の部分、も有する。本発明のさらなる関連目的は、改良気体ばね及び説明されるとおりの気体ばね用の改良シールを提供することであり、この改良気体ばねにおいて、シール体は、シール体の第一の面と気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑える手段も有し、オイル漏出を最小限に抑える手段が概ね環状の部分と第四の面の間に配置されて、シール体の第一の面から半径方向内側に突き出す第一のエッジを有し、この改良気体ばねにおいて、オイル漏出を最小限に抑える手段の第一のエッジは概ね環状の部分と隣接し、この改良気体ばねにおいて、第一のローブ及び第五のローブは半径方向内側に突き出し、この改良気体ばねにおいて、第二、第三及び第四のローブは半径方向外側に突き出し、この改良気体ばねにおいて、第一、第二、第三、第四及び第五のローブは、シール体が気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面の周りにこれに密着して配置され、気体ばねのシリンダの半径方向内向きの面の内部にこれに密着して配置されるとき、シール体において力を誘発し予め選択された方向にこれを向かわせるために予め選択された寸法及び形状を有し、かつ、この改良気体ばねにおいて、第一、第二、第三、第四及び第五のローブの予め選択された寸法及び形状は、気体ばねのシリンダとピストンロッドの間のシールの圧縮及びシール体へのガスの負荷とともに、正味合力がシール体に作用するようにし、オイル漏出を最小限に抑える手段の第一のエッジが気体ばねのピストンロッドの半径方向外向きの面を圧迫して、第一のエッジとピストンロッドの半径方向外向きの面の間のオイルの漏出を最小限に抑えるようにする。
【００２２】
本発明のさらに別の目的は、改良シール及び説明されるとおりの改良シールを有する気体ばねを提供することであり、この気体ばねにおいて、シール体は、第一の面において第一及び第四の面の交差部に隣接する概ね環状の凹状開口を有し、かつこの気体ばねにおいて、オイル漏出を最小限に抑える手段は、前記の凹部に配置される相対的に流動性のプラスティックの概ね環状の挿入部材を有し、挿入部材は、概ね半径方向外向きの面を有し、シール体の第三の軸線方向の面に面する第一の軸線方向向きの面を有し、半径方向内向きの面を有し、挿入部材の第一の軸線方向の面と内向きの面の交差によって形成されシール体の第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置される第一のコーナーエッジを有する。
【００２３】
本発明のさらに別の目的は、改良シール及び説明されるとおりの改良シールを有する気体ばねを提供することであり、この気体ばねにおいて、オイル漏出を最小限に抑える手段は、シール体の第一の面においてシール体の環状部分と第四の面の平面の間のある概ね環状の第六の封止ローブを有し、かつ、この気体ばねにおいて、第六のローブは、半径方向内向きの面を有する軸線方向に延びる部分、シール体の第三の面に面する概ね軸線方向向きの第一の面、及び第六のローブの第一の軸線方向の面と内向きの面の平面の交差によって形成される第一のコーナーエッジを有し、かつ、この気体ばねにおいて、第六のローブの第一のコーナーエッジは、シール体の第一の面の平面を越えて半径方向内側に配置される。
【００２４】
本発明のさらに別の目的は、改良シール及び説明されるとおりの改良シールを有する気体ばねを提供することであり、この気体ばねにおいて、環状金属板は、シール体を通る軸線方向のガスの浸透を最小限に抑えるようにシール体においてシール体のロッド端に隣接して配置される。本発明の関連目的は、金属板の放射状面の環状寸法をシール体の放射状面の環状寸法とほとんど同じであるがこれより僅かに小さくすることであり、このシール体において、金属板の平面は概ねシール体を通る放射状面に平行であり、かつ、このシール体において、金属板は、シール体と同時成形され、シール体の第四の面と挿入部材の放射状面の間に配置される。
【００２５】
本発明のその他の長所、目的及び利点は、下に説明する図面と関連して行われる本発明の望ましい実施態様の以下の説明から明らかになるだろう。
【００２６】
好適な実施態様の詳細な説明
図１を参照すると、本発明の改良シール１２の望ましい実施態様の１つは、改良シールが未圧縮状態で気体ばね１４に配置されているところが示されている。シール１２を除くと、気体ばね１４は、従来の形状及び構造のものである。
【００２７】
もっと明確に言うと、気体ばね１４は、閉鎖端１８及びロッド端２２を有するシリンダ１６を有している。ブシュ及びシールアセンブリ２４が通常ロッド端２２を閉鎖する。
【００２８】
ピストンアセンブリ２６は、シリンダ１６の内部に配置され、移動の縦軸２８に沿ってシリンダ１６に対して相対的に移動するのに適する。移動の縦軸は、シリンダ及びピストンアセンブリの縦軸と同軸である。ピストンロッド３２は、その小さい直径の端３４でピストンアセンブリ２６と従来の方法で接続される。ロッド３２の縦軸も軸２８と同軸である。
【００２９】
ピストンロッド３２は、ブシュ及びシールアセンブリ２４を通り抜けシリンダ１６のロッド端２２から外に延びる。ロッドの遠位端３６は気体ばねが起動されるとき気体ばね１４によって力を加えられる図に３８で示される従来の装置と接続される。この種の装置３８の例としては、トランク又はデッキリッド、自動車のフード、ハッチバック型の自動車のハッチドア又はミニバン又はスポーツ用実用車の後部ドア又はゲートがある。気体ばね１４がこの種の装置３８に使用される場合、気体ばね１４の図には示されない他方の端（すなわち閉鎖端１８に隣接する端）は、同じく図には示されない従来の構造を通じて車体に接続される。
【００３０】
シリンダ１６の内部は、ピストンアセンブリ２６によって圧縮室４２と膨張室４４に分割される。これらの圧縮室４２及び膨張室４４には、気体ばねの製造中に相対的に高圧のガス、通常窒素が充填される。気体ばねに典型的なように、ガス圧は、３．４ＭＰａ(５００ｐｓｉ)〜２０．７ＭＰａ(３０００ｐｓｉ)の範囲である。ピストンアセンブリ２６とシリンダ１６の間の相対的移動を容易にするために、製造中一定の量の潤滑油もシリンダ１６に導入される。
【００３１】
ピストンアセンブリ２６は、膨張室４４に隣接して配置される第一の環状部材４６、圧縮室４２に隣接して配置される第二の環状部材４８、従来のOリング５２、及びスチール製ワッシャ５４を有する。第一の部材４６は、中央の管状延長部５６を有し、管状延長部は第二の部材に向かって延び、間に軸線方向のガスの通路を形成するようにピストンロッド３２の隣接する小さい直径の端３４から半径方向外側に間隔を置く。Ｏリング５２及びワッシャ５４は、延長部５６に対する相対的に軸線方向の移動を制限するために延長部５６の周りに取り付けられる。Oリング５２は、第一の部材４６とシリンダ１６の間をガス及び潤滑油が通るのを防ぐ役割を果たす。延長部５６の遠位端及び第二の部材４８の間には放射状のガス通路が形成される。
【００３２】
シリンダ１６内のガスは、第二の部材４８の外縁とシリンダ１６の間、部材４６と４８の間の放射状通路及び第一の部材４６の延長部とピストンロッド３２の間の軸線方向の通路を通って流れることができる。従来と同様、気体ばね１４が動的モード又は状態にある場合、ピストンアセンブリが相対的にシリンダ１６の閉鎖端１８に向かって移動するとき、ガスは、制限なしに圧縮室４２からピストンアセンブリ２６を通って膨張室４４に流れることができる。しかし、ピストンアセンブリ２６が相対的にシリンダ１６のロッド端２２に向かって移動するとき、Oリング５２及びワッシャ５４は膨張室４４から圧縮室４２への流れを制限する。
【００３３】
気体ばねが静的モード又は状態にある場合、圧縮室４２及び膨張室４４内のガスは、簡単に圧力平衡に達する。ブシュ及びシールアセンブリ２４は、常に全ガス圧を受け、気体ばねの効力を維持するために常にガス漏出に対して充分に封止しなければならない。
【００３４】
シリンダ１６内のオイルは、シリンダ１６全体に配分される。しかし、オイルは、特に気体ばねが概ね垂直に配置されるときすなわちロッド端２２を下にして配置されるときブシュ及びシールアセンブリ２４近くに集まる傾向がある。膨張室内のガスの圧力は、ブシュ及びシールアセンブリ２４にオイルを通そうとする。
【００３５】
上述のとおり、ブシュ及びシールアセンブリ２４は、相互移動ピストンロッド３２を受ける。このアセンブリ２４は、ピストンロッドがシリンダ１６に対して相互に移動するとき（すなわち気体ばねがその動的モードにあるとき）及びピストンロッドがシリンダに対して移動していないとき（すなわち、気体ばねが静的モードのとき）ピストンロッド３２の周りに密着する従来の環状の金属（通常は真鍮）製ブシュ部材５８を有する。
【００３６】
ブシュ及びシールアセンブリ２４は、本発明の改良シール１２も含む。上述のとおり、シール１２は、膨張室４４からのガス及びオイルがシリンダ１６のロッド端２２から漏出するのを最小限に抑える役割を果たす。図１に示されるのと異なり、シール１２は、通常、ピストンロッド３２とシリンダ１６の間で（もっと明確に言うと、シリンダの壁の内向き面の間で）圧縮状態で配置される。
【００３７】
次に図２を参照すると、改良シール１２の１つの実施態様が示されており、ラバーなど従来のエラストマー材から作られたシール体６２を有する。材料は、これまでのクワッド気体ばねシールに使用されるものと同じである。材料のジュロメータ硬度は用途に応じて６０から９０の間とする。他のクワッドシールに使用される材料と同様、シール体６２に使用される材料は、据え付け予荷重を失わないようにするために設定される圧縮に耐えることができなければならない。弛緩状態に延びるシール体６２の傾向は、ピストンロッドの外径部までシール体を延ばしてシール体の内径部の引っ張り荷重に依存するのではなく、その外径部をシリンダの内径部に対して圧縮して据え付け予荷重に設定することにより、克服される。言い換えると、圧縮設定の質が受容できるものであれば、据え付け予荷重又は応力はシール１２の寿命の間安定したままである。他の化合物も使用できるが、シール体６２に使用できる材料の例としては、スイス、アルトドルフのDatwyler Rubber Companyが市販するDatwyler EP No.４５２１４１及びミネソタ州ミネアポリスのMinnesota Rubber Co.として営業するQuadion Corporationが市販するCompound No.５５８Tがある。
【００３８】
シール１２は、一般的に言って、本文書において指摘される場合を除いて、上記の我々の同時係属出願及び特に米国特許出願番号第０８/７３０,２２５号において説明されるシール１２と機能的に類似する。図２において示される通り、シール体６２は、半径方向内向きの面６４、半径方向外向きの面６６、第一の後部軸線方向向きの面６８及び第二の前部軸線方向向きの面７２を有する。シール体６２は、また、その半径方向内向き及び外向きの面６４及び６６に数個の強化力方向付け及び封止ローブを有する。特に、概ね環状の第一の強化力方向付け及び封止ローブ７４は、内向きの面６４と第一の軸線方向の面６８の交差部にある。同様に概ね環状の第二の強化力方向付け及び封止ローブ７６は、外向きの面６６と軸線方向の面６８の交差部にある。応力を受けない場合（すなわち、例えばシール１２がシリンダ１６とロッド３２に間で圧縮されない場合）、両方の封止ローブ７４及び７６は、概ね凸状の横断面を有し、両方とも概ね同じ長さの半径を有する。
【００３９】
概ね環状の第三の強化力方向付け及び封止ローブ７８は、外向きの面６６において外向きの面６６と第二の軸線方向向きの面７２の交差部近くにある。概ね環状の第四の強化力方向付け及び封止ローブ８２は、半径方向外向きの面６６において、軸線方向向きの面６８と７２の平面の間のほぼ真中にある。封止ローブ７４及び７８と同様、封止ローブ８２は、圧縮されないとき又は応力を受けないとき概ね凸状の横断面を有する。ローブ７８及び８２の半径の長さは封止ローブ７４及び７６の半径の長さの約２倍である。
【００４０】
概ね環状の第五の強化力方向付け及び封止ローブ８４は、半径方向内向きの面６４において、軸線方向向きの面６８と７２の間のほぼ真中にある。ローブ８４は、シール１２の使用中に圧縮されるとき又は応力を受けるときこれがロッド３２の面に対してワイパー機能も果たすように成形される。特にローブ８４は、概ね凸状の横断面を有する。
【００４１】
ローブ７４、７６、７８、８２及び８４の形状及び寸法は、下に説明するとおり、各自が、シール１２が使用のために気体ばねに配置されるとき要求される目標の力強化及び力方向付け特性を有するように、予め選択される。
【００４２】
上記の同時係属出願第０８/７３０,２５５号において開示されるシール１２と異なり、図１及び２に示されるシール１２は、前記の同時係属出願に説明される挿入部材９４のようなプラスティックの挿入部材を含まない。その代わりに、概ね環状の一体的な第六のワイパーローブ８８が、半径方向内向きの面６４の、ローブ８４と軸線方向の面７２の間にある。この第六のローブ８８は、半径方向内向きの面９２及び軸線方向向きの面９４を有し、後者は、軸線方向の面６８及びローブ８４に面する。面９２は、軸線方向の面７２に向かって半径方向外側に傾斜する。コーナーエッジ９６は、面９２と９４の交差によって形成され、面６４の平面から半径方向内側に突き出している。このコーナーエッジ９６は、同時係属出願第０８/７３０,２２５号において説明されるプラスティック挿入部材９４のエッジ１０８と同じ機能を果たす。率直に言って、使用される材料の相違（挿入部材６４の場合はプラスティック及びローブ８８の場合はエラストマー）の結果、挿入部材９４のほうがオイルシールとして優れている。しかし、強化力方向付けローブ７４、７６、７８、８２及び８４と共に使用されるローブ８８は、従来のクワッドシールと比べて封止が優れており、ローブ８８を使用することにより、同時係属出願第０８/７３０,２２５号におけるシールと比べてシール１２のコストが削減される。
【００４３】
図２を参照すると、外向きの面６６のローブ７８と８２の間及びローブ８２と７６の間の部分９８は、少なくとも一部凹状になっている。これらの部分９８は、下に説明するとおり圧縮誘発力の方向を定めるのを助けるように成形され、配置される。同様に、内向きの面６４のローブ７４と８４の間及びローブ８８とローブ８４の間の部分１０２及び１０４は、それぞれ少なくとも一部凹状である。上に説明したとおり圧縮誘発力の方向を定めるのを助ける他に、部分１０４は、シール１２の使用中（すなわち、シールがシリンダ１６とロッド３２の間で圧縮されるとき）オイルのリザーバが部分１０４及びシール体６２とロッド３２の間に保持されるように、成形される。この保留オイルのリザーバ又はポケットは、摩擦を最小限に抑え、スティクションをほぼ排除するのに役立つ。さらに、部分１０４は、シールとロッド３２に間に挟まる可能性のある汚染物質「捕捉」し、保留する。
【００４４】
シール１２は、また、別の重要な点で上記の同時係属出願第０８/７３０,２２５号において説明されるシールと異なる。もっと明確に言うと、シール体６２は、シール体に同時成形される平らな、概ね環状の金属板又はワッシャ１０６を有する。金属板がシール体６２内部に納められるように、放射状面における金属板１０６の環状の内側及び外側半径は、放射状面におけるシール体６２に環状寸法とほぼ同じであるが、僅かに小さい。金属板１０６は、軸線方向の面７２と第六のローブ８８の間に配置される。上で説明したとおり、金属板１０６は、より不浸透性のバリアを形成することにより、シール体６２を通るガス分子の浸透を最小限に抑える。さらに、金属板１０６は、上記の別個に使用されるプラスティックワッシャと同様にエラストマー材の「齧り取り」を減少する。
【００４５】
ローブ７６、７８及び８２は、面６６の想像上の環状平面（この平面は、ローブ７６、７８及び８２及びその間の部分を考慮に入れて面６６の平均半径寸法に等しいものとして定義できる）から半径方向外側に突き出す。ローブ７４、８４及び８８は、面６４の想像上の環状平面（この平面は、封止ローブ７４、８４及び８８及び部分１０２及び１０４を考慮に入れて、面６４の平均半径寸法に等しいものとして定義できる）から半径方向内側に突き出す。
【００４６】
上述のとおり、ローブ７４及び７６は、概ね凸状の横断面を有する。テストの結果は、ローブ７４及び７６は同じ半径を有する（その凸状の曲線に関して）ことが望ましいことを明らかにしており、半径は約０.０１９インチ未満とすべきことを示唆している。生産においては、ローブの半径は公称０.０１２インチまで減少できる。ローブの半径が０.０１９インチを上回る場合、テストの結果は、多少のオイル浸透が生じる可能性があることを示している。このような半径の封止ローブを使用することにより、静的条件の下でも動的条件の下でもピストンロッド３２の外径部からオイルをシャリングするのに適する局所的応力を保証する。
【００４７】
テストの結果は、また、第一及び第二の軸線方向の面６８及び７２は、これまでのクワッドシールのように凹状ではなく、概ね平らであるか僅かに冠状であることが望ましいことを示している。そのままで応力を受けないとき、軸線方向の面６８及び７２の平面は、一般に、上述のとおりピストンロッド３２及びシリンダ１６と同軸であるシールの縦軸２８に対して直交する。
【００４８】
使用中、後部の軸線方向の面６８は、シリンダ１６の膨張室４４内の相対的に高圧のガス及びオイルに曝されることになる。前部軸線方向の面７２は、シール１２が気体ばね１４に使用されるとき大気などもっとずっと低い圧力に曝されることになる。
【００４９】
次に図３を参照すると、改良シール１１２が図示されている。このシール１１２は、下に説明する点を除いてシール１２（図１及び２）と構造的に同じであり、共通コンポーネント（図２及び４において採用されるのと同じ参照番号で指示されている）についてはここで繰り返し説明しない。もっと明確に言うと、第六のローブ８８がシール１１２においては省略されている。その代わりに、凹部１１６に配置され部分１０４に隣接するコーナーエッジ１１８を有するプラスティック挿入部材が、ローブ８８の代わりに採用される。挿入部材１１４及び凹部１１６の構造及び機能は、同時係属出願第０８/７３０,２２５号において説明される挿入部材９４及び凹部９２と同じであり、上記のとおり、その説明は参照により本文書に組み込まれる。
【００５０】
図４を参照すると、改良シール１２２が図示されている。シール１２２は、下に説明する点を除いてシール１２（図１及び２）と構造的に同じであり、共通コンポーネント（図１及び２において採用されるのと同じ参照番号で指示されている）についてはここで繰り返し説明しない。もっと明確に言うと、シール１２２は、板部材１０６のような金属板がシール体６２に含まれない又はこれと同時成形されない点を除いて、構造的にシール１２と同様である。金属板を除いてあることは、シール１２２特に封止ローブ８８のオイル封止効果に悪影響を及ぼさないが、シール１２２のシール体６２の軸線方向のガス浸透性に影響する。シール１２２は、コスト削減に比べてシールの有効寿命の延長が顧客の主要な要件ではない場合に有益性を有する。
【００５１】
シール１２、１１２及び１２２のシール体６２の外径は、シールが配置されるシリンダ１６に対して相対的に、シリンダの内径部がシール体の外径より小さくなるように選択される。シールがロッド３２とシリンダ１６の間に適切に配置されると、シール体６２は、シリンダとロッドの間で圧縮される。この圧縮が、シール体６２に、時に据え付け応力と呼ばれる応力を誘発する。シール体６２の内径部は、ピストンロッドの外径より僅かに小さくなるように選択されるが、この外径部と内径部の干渉又は重なりは比較的小さいので、シール体６２において（シリンダとロッドの間に配置されることにより）誘発される据え付け応力のほとんどは、シリンダとロッドの間のシールの圧縮によって生じる。
【００５２】
改良シール１２、１１２及び１２２が負荷状態になると、据え付け応力及びその軸線方向の面６８及び７２に対して作用する差圧（すなわち気体の充填による）の両方により、シールの形状及びシール体の材料の特性の結果として相対的干渉荷重が微分的に増大する。すなわち、テストの結果は、ローブ８４及びその周辺に高い応力負荷があること、及びその結果として力のベクトルがシール体６２の前端に生成されることを示している。この力のベクトルは、ローブ７８のエリアから（概ね半径方向に）内側に延び、ローブ８８に作用するか、挿入部材１１４が使用される場合（図３）には挿入部材１１４の外向きの放物線状の面に、もっと明確に言うとこの面のローブ８４に面する部分に作用する。その結果として、ローブ８８又は挿入部材１１４は、その環の軸を中心として回転する傾向があるので、ローブ８８のコーナーエッジ９６又は挿入部材１１４のコーナーエッジ１１８はロッド３２の隣接する外径面に押し付けられる。これは、ロッド３２の外径部からオイルを拭き取るのに役立ち、従って、ローブ８８又は挿入部材１１４の内向きの面を通るオイルの浸透又は漏出を最小限に抑えるのに役立つ。
【００５３】
しかし、これは、封止ローブ７４、７６、７８、８２及び８４が、−高圧の気体の漏出を防止すると同時に−シリンダ１６からのオイルの漏出を防止しないという意味ではない。むしろ、本発明の非常に効果的シールを生成するのは、ローブ７４及び８４とピストンロッド３２の間及びローブ７６、７８及び８２とシリンダの内径部の間の応力を受けた封止と、ローブ８８又は挿入部材１１４のコーナーエッジのワイピング作用の共同的又は共同作用的組み合わせである。さらに、ローブ特にローブ７８及び８２の塊は、シール体６２の据え付け応力をより長く維持するのに役立つだけでなく、コーナーエッジが磨耗したとき、引き続きロッド３２の外径面にローブ８８又は挿入部材１１４の場合にはＰＴＦＥ材のコーナーエッジ９６又は１１８を押し付けるのにも役立つ。
【００５４】
例として、図５は、シール１２の実施態様の寸法例をインチで示している。
【００５５】
要するに、本発明の改良シール及びコンポーネントであるローブ及び表面の設計(形状)は、上述のとおり、改良シールの負荷時(すなわち、シールがシリンダ１６とロッド３２の間で圧縮される時、気体ばね１４の圧縮室及び膨張室４２及び４４内に圧力を受けた気体が導入されることにより充填される時)にシールとシリンダ１６の間及びシールとロッド３２の間に効果的な静的及び動的気体及びオイルシールが形成されるようなものである。テスト及び分析の結果は、シールの効果、特にロッド３２に沿ったオイル及び気体の漏出を防止する効果は、シール１２の負荷がそれぞれコーナーエッジ９８又は１１８を隣接するロッド３２の外径面に押し付けることによる結果であることを示している。もっと明確に言うと、シール１２の負荷は、その合力のベクトルを、ローブ８８又は挿入部材１１４に対して作用させて、コーナーエッジ又は１１８をロッド３２の外径面に押し付けてこれと密着させる。
【００５６】
本発明の改良シールの別の重要な長所は、シール体６２内部に金属板又はワッシャ１０６を含むことである。この板部材１０６は、シール体６２を通る軸線方向の気体の浸透を最小限に抑えることによってシールの有効寿命を延長するだけでなく、この板部材１０６は、シール構造に大きな機械的安定性を与え、シールのロッド端に隣接するシールの材料の齧り取りを最小限に抑える。この後者の長所は、以前のように別個のワッシャがクワッドシールと一緒に使用される場合のように別個のワッシャの処理及び組み立ての追加コストなしで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  例示として気体ばねに無応力状態で配置されている本発明の改良シールを示す、一部を切り取った、改良気体ばねの部分的軸線方向断面図である。
【図２】  本発明の改良シールの１つの実施態様の軸線方向断面図である。
【図３】  本発明の改良シールの別の実施態様の軸線方向断面図である。
【図４】  本発明の改良シールのさらに別の実施態様の軸線方向断面図である。
【図５】  改良シールの例の例示的寸法を示す、図２と同様の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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